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凹印烟包VOC残留检测

http://www.zjnurse.com    时间:2011年6月24日    关注数:402 次

摘要:通过建立原材料数据库爱克发,摸清烟包生产过程中的VOC变化规律,建立一套适合各类原材料的VOC限量标准体系,才能做到从源头上控制VOC,保证原材料满足使用要求。

烟包的环保要求日益提高,烟包挥发性有机化合物(VOC)残留问题成为行业关注的焦点。《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》标准正式实施两年来,VOC控制始终是烟包印刷企业日常生产工作的重中之重,各烟包印刷企业对此投入了巨大的人力、物力。2009年以来,各企业产品中的VOC基本处于稳定可控状态,合格率较以前大幅提高数码印刷,但笔者了解到,部分中烟公司在原有VOC限量标准的基础上又提高了要求,因此长期来看,烟包印刷企业对VOC控制工作需要持久关注。凹印烟包较其他印刷方式生产的烟包的VOC控制工作更复杂,在此流程,笔者针对凹印烟包VOC的检测与控制谈一下自己的浅见。

    凹印烟包VOC残留原因分析
    
凹印烟包VOC残留的原因是多种多样的,但其来源都是印刷生产过程中所使用的各类原材料以及生产环境和存储环境中存在的VOC。凹印烟包生产过程中使用的原材料主要有纸张、油墨和溶剂、电化铝等三大类,其中所含有的VOC是凹印烟包VOC残留的主要来源。印刷市场
    1.
纸张
    
烟包凹印生产中使用的纸张主要有白卡纸、灰底白卡纸、铜版纸、转移纸、复合纸等,这些纸张在生产过程中所使用的化学材料导致其有一定量的VOC残留。具体来说,纸张在制浆、打浆、加填充料过程中都会存在VOC整合,其中又以广泛使用的胶料中含有的VOC为主;以白卡纸为基纸生产转移纸、复合纸时,所选用的黏合剂中也含有VOC;此外,一些纸张的背涂工艺同样会有VOC产生。爱克发
    
情况如下:白卡纸、灰底白卡纸及铜版纸主要含有丙酮、丁酮、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯、乙苯;转移纸及复合纸主要含有异丙醇、丙酮、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯、乙苯、环已酮,有时有苯检出。
    2.
油墨和溶剂
    
据我公司的经验,凹印油墨及溶剂中所含的挥发性有机化合物是凹印烟包VOC残留的最主要来源。目前印刷市场,凹印油墨有溶剂型油墨、水性油墨等多个种类,这里只介绍最常用的溶剂型凹印油墨的VOC含有情况。
    
溶剂型凹印油墨的连结料主要由树脂与有机溶剂互溶构成,干燥过程中绝大部分溶剂可以挥发掉,但仍有部分VOC残留在烟包中,如乙醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙二醇甲醚、二甲苯、乙苯等印后设备,特别是一些高沸点的溶剂更容易残留。爱克发
    
以下3个方面:其一,溶剂是溶剂型凹印油墨的主要成分之一,约占50%,其作用是分散颜料、溶解树脂和助剂、提高和改善油墨的流动和转移性能;其二,溶剂型凹印油墨具有黏度低、挥发性强的特点出版印刷,容易受到印刷速度、干燥系统的效率以及车间环境等因素的影响,因此需要机台人员根据实际情况频繁地向油墨中添加适当和适量的溶剂,以维持油墨性能的稳定;其三,机台人员在清洁设备时,一般以溶剂作为清洁剂。
    
烟包印刷用溶剂型凹印油墨中使用的溶剂基本上都是醇酯混合溶剂当纳利,其挥发速度对凹印烟包VOC残留的影响最大,过多地使用慢干溶剂或混合溶剂中含有较多的高沸点组分时,都会造成严重的VOC残留。
    3.
电化铝
   
电化铝的生产过程中不可避免地会用到溶剂,因此电化铝中的VOC残留也会影响成品烟包的VOC含量。电化铝中的VOC残留主要有苯、甲苯、丙酮、丁酮、乙酸正丁酯、环己酮等。但因一般烟包产品烫印面积较小,且烫印过程中温度较高展会,电化铝对凹印烟包VOC残留的影响相对纸张、油墨和溶剂来说较小。
    4.
工艺特点
    
凹印烟包多采用大面积实地印刷,且墨层较厚,所以比较容易出现VOC总残留量较大的情况,但随着放置时间的延长,VOC残留量会迅速降低测评,凹印烟包一般不会含苯。显影
     
通过烘箱烘干烟包,烟包烘干后,油墨中残留的大部分VOC已经挥发掉,只残留一小部分。干燥环节是减少烟包VOC残留量的重要手段,若干燥系统的干燥效率不高爱克发,导致油墨干燥不良,烟包的VOC残留量就会增大。干燥系统的干燥效率由烘箱的长度、风量、风温共同决定,设置时可以通过提高风量、风温来提高干燥效率,但值得注意的是在墨层较厚时,这样做也可能会造成墨层表面迅速干结供水/润版,从而阻碍油墨内层VOC的逸出,导致烟包的VOC残留量增大。

凹印烟包VOC残留检测
    
准确检测凹印烟包VOC残留量是做好VOC控制工作的前提和基础活动,控制措施的制定来源于准确的检测数据,控制的程度和成效要通过准确的检测数据来测算。化妆品包装
    
卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定 
    
顶空-气相色谱法》是采用顶空-气相色谱法(HS-GC)来检测烟包的VOC含量,通过保留时间定性,外标法定量,该方法最大的优点是不需要对样品进行复杂的预处理机构/组织,直接取其顶空气体进行分析,简便、快速。检测设备由顶空仪和气相色谱仪组成,常用的是安捷伦G1888A/7694E顶空仪和安捷伦6890/7890气相色谱仪(配备FID检测器)。
    
为了得到准确的检测结果,检测中要注意以下事项。
    1.
仪器改装
    
必须对检测仪器进行改装(强制性),主要改动如下:
    
将定量环体积改为3ml(安捷伦顶空气相色谱仪的标准配置为1ml定量环);
    
对检测仪器的气路按标准进行改装连线加工,可大幅提高检测灵敏度。
    2.色谱条件
    
外标法定量时,色谱条件即分析条件必须严格重现,特别是进样量要求等体积、准确量进样。如果测定未知物和测定工作曲线时的分析条件有所不同,就会导致较大的定量误差。因此,必须使用带有自动顶空进样器和EPC的气相色谱仪标签,严格按照国家标准要求设置顶空-气相色谱仪的分析条件,保证进样的准确性和进样的组成与样品瓶中的组成一致,从而保证检测结果的稳定性。套印
    3.
标液配制
    
配制标液应在独立的制样间进行,操作应在实验室条件下(室温低于25)进行,必须关闭门窗及通风橱科雷,不能通风,尽量减少空气的流动,以减少VOC的挥发对检测结果造成的影响。为了保障检测人员的身体健康,要求检测人员佩戴防毒面具。制样完成后,应打开通风橱分色,将挥发出的VOC排出制样间,减少对待测样品的影响和对人体的伤害。曼罗兰遵循以下原则:先称量挥发性较弱的标准物质,而后称量挥发性较强的物质,最后称量毒性较强、称量最少的苯系物。
    
由于稀释剂(基质校正剂)三醋酸甘油酯的黏度较大,残留严重DTP,采用50ml大移液管能够有效减少相对误差。
    
标液应放置在冰箱中-18温度下保存。
    
需要注意的是,各烟包印刷企业自行配制标液困难较多,质量上也难以保障,笔者建议从郑州烟草研究院标准化中心购买标液。
    4.
标准曲线制作
    
标准曲线的制作是外标法准确定量的关键所在,制作的好坏直接关系到定量分析的准确度。
    
每级标液应重复测定2次整合,取平均值。
    
工作曲线必须强制过原点。
    
各目标化合物的标准曲线相关线性要达到0.999以上。
    
为加强苯系物等低含量VOC成分检测结果的准确性,笔者建议检测此类物质时的标准曲线只采用35级标液,舍弃浓度高的12级标液。
    
标准曲线需要定期校正,发现有较大误差应重新制作标准曲线。
    5.
试样抽取
    
因凹印烟包一般VOC残留量较大,且挥发很快人民币,为保证检测结果准确,取样时须快速抽取2030张放入密封袋中。橡胶制品
    6.
试样制备
   
制样应在常温、常压下进行,并尽量保证低温、低湿、低风速。
    
制样要求快速准确,确保样品不受污染。
    
每个样品要制备两个平行样。
    
实验室内不能摆放相关VOC溶剂,避免污染样品。
    
试样裁剪区必须涵盖烟包的主印刷面。
    
试样不要卷得太紧雅昌,保证能将顶空瓶中间位置空出,防止损坏进样针。
    7.
结果计算
    
每个试样必须同时测定两个平行样,平行样结果之差大于10%时应重新检测。
    
对具有同分异构体的丙二醇甲醚和二甲苯应合并计算。

8.检测仪器的维护
    
定期对检测仪器进行维护保养海德堡,使仪器处于最佳状态,这是准确检测的可靠保证。
   
1气体纯度会影响到FID(气相色谱分析中常用的氢火焰检测器)的灵敏度和稳定性,购买钢瓶气一定要选用纯度在99.999%以上的高纯气体,因为烟包VOC检测是针对挥发性物质的,所以特别要求检测时使用的气体要经过脱油处理。需要特别指出的是经营管理,使用钢瓶气要注意安全,换气后必须进行检漏。特种印刷后,重新检测前必须老化色谱柱。
   
2)样品会对色谱柱和定量环造成一定的污染,色谱柱可以通过老化处理解决这一问题,但定量环无法进行老化处理RIP,一旦污染严重,只能拆下清洗,操作复杂。对此,笔者建议每检测30个样品左右后,做两个纯净水试样来清洗定量环科印报告,效果较其他溶剂清洗要好。
   
3建立所有易损件、易耗品的档案,保证检测仪器的正常运行。
    
另外,需要指出的是采用气相色谱法检测,定性和定量能力不足,有时难以准确检测Adobe,主要表现如下。
    
由于气相色谱法采用保留时间定性,这就会存在不同化合物具有相同的保留时间而同时出峰的可能。笔者曾经遇到过经气相色谱仪检测某产品含苯量很高,但经气质联用仪判定后,发现苯含量并不高的情况。
    
由于外标法采用峰面积定量,而气相色谱法分析经常会出现色谱图上两个峰分不开设备操作,无法做到准确定量。虽然FID的灵敏度高于MS(质谱),但有时定量反而不如MS
    
因此,为提高检测结果的准确性,笔者建议最好采用气质联用仪进行检测。

    凹印烟包VOC残留控制覆膜
    
1.采用合理的溶剂配比
    
烟包凹印过程中使用的各种溶剂的挥发速度各不相同,它们之间以不同比例组合而成的混合溶剂也就具有不同的挥发速度拼版,且混合溶剂的挥发速度并不是各种溶剂挥发速度的平均值。我们应利用这一特点,通过不同种类、不同比例的溶剂组合,调整油墨中溶剂的挥发速度,减少VOC残留。防伪印刷
    
避免和减少使用丙二醇甲醚等慢干溶剂。因为慢干溶剂的沸点高(沸点在140以上),经过烘道烘干后通常其也无法充分挥发标签,易残留在墨层中。此外,还应尽量使用限量较高的乙醇、乙酸正丙酯等溶剂。
    
2.加强原材料的控制
    
加强原材料的控制应是控制烟包VOC残留的重中之重。为此,烟包印刷企业应做好以下工作。
    
建立原材料VOC企业标准。现行的《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》标准与测定方法只适用于烟包成品,而对烟包印刷企业所用的原材料(如纸张、油墨、溶剂、电化铝等)没有明确的VOC限量标准和检测方法。因此,通过建立原材料数据库爱克发,摸清烟包生产过程中的VOC变化规律,建立一套适合各类原材料的VOC限量标准体系,才能做到从源头上控制VOC,保证原材料满足使用要求。
    
加强原材料的入库VOC检测。由质检部门对入库材料严格按企业标准进行VOC检测,做到批批检测高宝,同时要求检测人员加强责任心,严格按标准取样、制样、检测,认真分析数据,杜绝误判漏判,严把进货关乐凯二胶,拒不合格品于公司之外。
    
加强原材料使用监控。对各类原材料特别是紧急情况下放行的不合格原材料的上机使用情况进行全程监控,详细了解、记录、检测数据,进行综合分析。软件
    
3.全过程监控
    
做好凹印烟包VOC控制,需要从烟包投入生产至烟包成品出厂全过程进行全面监控,即对不同环节的烟包产品进行检测和监控。
     
  产品检测应放在生产、包装和仓储的全过程印后设备,但重点应放在生产环节,对正在生产的烟包产品进行抽样检测的目的是为了及时发现问题并进行处理。应对上述3个环节所做的检测结果进行数据分析,建立相应的数据资料便于查索,以掌握烟包VOC的含量变化情况,建立各种烟包产品不同环节所对应的VOC含量图企业,使整个过程的烟包VOC控制清晰有效。对于生产环节检测超标、但经过检验包装及仓储环节后合格的烟包产品,要清楚掌握其印刷时可允许的最大超标限值,以便有效地控制烟包的最终VOC残留量。喷墨印刷包的色序、工序进行逐一排查,对查出超标或容易超标的色序、工序进行重点改进和监控。
    
4.存储环境和时间
    
合理规划存储环境。对半成品、成品的摆放环境要进行清理和合理规划,避免相互影响及污染。
    
合理安排生产CTP,延长烟包存放时间。对不同储存时间的凹印烟包进行VOC检测实验发现,其VOC含量随时间的延长而减少。减少最明显的时间段是:连线产品为110天,离线产品为17天。因此应合理安排生产,尽可能使烟包的存放时间超过10天,这样有利于残留VOC挥发柯尼卡美能达,使凹印烟包VOC达到指标要求。包装安全者使用透气性好的塑料袋包装凹印烟包,也有利于凹印烟包残留VOC的挥发。
    
5.使用水性油墨
    
使用水性油墨不但可以有效降低凹印烟包的VOC残留量,还可以改善印刷环境和安全状况。柔印的,在准确检测的基础上如何做到有效控制,不同的印刷企业采用的方法也是不同的。笔者认为包装容器,因各家企业产品、工艺等条件不同,凹印烟包的VOC控制工作没有最好的方法,只有最适合自己的方法,只有建立在企业自身生产特点基础上的控制方法才是最合理有效的。

(来自:合肥德福)


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